煤與瓦斯突出的非線性特征及預測模型

定　價：￥35.00

作　者：	王凱
出版社：	中國礦業(yè)大學出版社
叢編項：
標　簽：	煤炭/煤礦

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ISBN：	9787810709934	出版時間：	2005-03-01	包裝：	簡裝本
開本：	16開	頁數(shù)：	125	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　煤與瓦斯突出是含瓦斯煤巖體在采掘活動擾動下發(fā)生的極其復雜的災害動力現(xiàn)象，屬于復雜非線性動力系統(tǒng)在時空演化過程中的災變行為。本書應用非線性科學的理論和方法，論述了煤體結構的統(tǒng)計分形特征，提出了煤巖體強度的現(xiàn)場測定方法；分析了煤與瓦斯突出過程及其突變特征，通過突出模擬試驗研究和大量突出實例統(tǒng)計分析得出了突出發(fā)生的強度規(guī)律；針對突出危險的重要前兆信息：煤體瓦斯涌出量的動態(tài)變化，通過數(shù)值模擬和理論研究，分析了鉆孔瓦斯動態(tài)涌出的非線性特征和規(guī)律，研究了煤巷掘進工作面瓦斯動態(tài)涌出的混沌和多重分形特征；最后建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的煤與瓦斯突出非線性預測模型，為突出危險性預測提供了一條新的途徑。本書可供礦山安全、安全技術及工程、防災減災工程與防護工程、巖土工程及相關領域的科研人員、工程技術人員、研究生和高年級本科生參考使用。

作者簡介

　　王凱，男，1972年8月生，河南省遂平縣人，博士，教授，博士生導師，江蘇省高?！扒嗨{工程”優(yōu)秀青年骨干教師、中國礦業(yè)大學青年學術帶頭人。1992年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學礦山通風與安全專業(yè)，獲工學學士學位；1997年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學安全技術及工程專業(yè)，獲工學博士學位；1999年于中國礦業(yè)大學測繪科學與技術博士后科研流動站出站。2005年12月至2006年12月國家公派赴澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織勘探與采礦研究所（Australia CSIRO Exploration & Mining）做訪問學者。先后共主持或作為主要成員參加國家重點科技攻關項目、973國家重點基礎研究項目、國家自然科學基金項目等國家和省部級科研課題15項、企業(yè)委托科研課題20余項；獲省部級科技獎勵一等獎2項、二等獎2項、三等獎3項、全國煤炭教育優(yōu)秀成果一等獎1項；出版專著2部，其中1部獲第十屆江蘇省優(yōu)秀圖書獎一等獎；發(fā)表學術論文50余篇，其中EI收錄20余篇、ISTP收錄10余篇；獲國家發(fā)明專利1項、實用新型專利2項；是第十屆霍英東青年教師基金獲得者，江蘇省高校優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，江蘇省新長征突擊手，第十屆徐州市十大杰出青年。

圖書目錄

1 緒論
　1.1 礦井煤巖瓦斯動力現(xiàn)象及其特征
　　1.1.1 突出
　　1.1.2 壓出
　　1.1.3 傾出
　1.2 煤與瓦斯突出概況
　1.3 煤與瓦斯突出的特點與規(guī)律
　1.4 煤與瓦斯突出機理研究現(xiàn)狀
　1.5 煤與瓦斯突出預測研究現(xiàn)狀
　　1.5.1 煤與瓦斯突出區(qū)域預測
　　1.5.2 工作面突出危險性預測
　　1.5.3 突出預測敏感指標及其臨界值確定方法的研究現(xiàn)狀
　1.6 本書的研究思路與主要內(nèi)容
2 煤體結構的分形特征與強度的現(xiàn)場測定方法
　2.1 煤的物理結構
　2.2 煤體結構的分形特征
　　2.2.1 分形和分維的基本概念
　　2.2.2 煤體孔隙裂隙的分形特征
　　2.2.3 煤體碎裂后的塊度分形特征
　2.3 煤體強度的現(xiàn)場測定方法
　　2.3.1 鉆孔法測定煤體強度的原理和方法
　　2.3.2 實驗分析
　　2.3.3 現(xiàn)場實測分析
3 煤與瓦斯突出過程及其突變特征
　3.1 突變理論基礎
　　3.1.1 基本概念
　　3.1.2 基本突變類型
　　3.1.3 尖點突變
　3.2 煤與瓦斯突出過程實測
3.3 煤與瓦斯突出的起動和發(fā)展機制
3.4 煤與瓦斯突出過程的突變特征
　　3.4.1 突出起動過程的突變勢函數(shù)
　　3.4.2 煤與瓦斯突出的突變條件
　　3.4.3 突變理論對防突措施機理的解釋
3.5 煤與瓦斯突出發(fā)生的強度規(guī)律
　　3.5.1 突出強度的模擬試驗研究
　　3.5.2 煤層發(fā)生突出及發(fā)生千噸級突出的瓦斯壓力最小值的統(tǒng)計規(guī)律
4 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出的非線性特征
4.1 概述
4.2 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出量的理論計算模型
　　4.2.1 鉆孔瓦斯連續(xù)動態(tài)涌出過程的基本特點
　　4.2.2 理論計算的基本假設
　　4.2.3 鉆孔瓦斯徑向不穩(wěn)定流動微分方程
　　4.2.4 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出量的有限差分-復化求積計算模型
　　4.2.5 模型中間參數(shù)的確定
　　4.2.6 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出數(shù)值模擬程序及其驗證
4.3 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出規(guī)律的數(shù)值分析
　　4.3.1 數(shù)值計算結果及分析
　　4.3.2 每米鉆孔瓦斯涌出初速度及停鉆衰減涌出量的確定
　4.4 實際打鉆過程中瓦斯動態(tài)涌出的基本特點
　4.5 鉆孔Q序列分析的相空間理論模型
　4.6 對實測鉆孔Q序列的計算分析
　4.7 關于鉆孔Q序列分形特征的分析與討論
5 煤巷掘進工作面瓦斯動態(tài)涌出的混沌和多重分形特征
　5.1 概述
　5.2 煤巷掘進工作面前方煤體的動態(tài)顯現(xiàn)與瓦斯涌出的特點
　5.3 煤巷掘進工作面Q序列的獲取
　　5.3.1 位村礦14141下風巷掘進工作面概況
　　5.3.2 原始監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取
　　5.3.3 Q序列數(shù)據(jù)預處理
　5.4 煤巷掘進工作面Q序列的混沌特征
　　5.4.1 相空間重構
　　5.4.2 關聯(lián)維D
　　5.4.3 二階Renyi熵K
　　5.4.4 Lyapunov指數(shù)
　　5.4.5 綜合分析86
　5.5 煤巷掘進工作面Q序列的多重分形特征
　　5.5.1 Renyi多重分維Dq和指數(shù)譜f（α）
　　5.5.2 多重分形計算
　　5.5.3 Q序列的多重分形
　　5.5.4 關于Q序列多重分形特征的討論
6 基于ANN的煤與瓦斯突出非線性預測模型
　6.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡基礎
　　6.1.1 概述
　　6.1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論基礎
　　6.1.3 誤差反向傳播（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡
　6.2 基于ANN的煤與瓦斯突出非線性預測方法
　　6.2.1 突出危險性BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型
　　6.2.2 預測突出的基本特性指標集的確定
　　6.2.3 突出危險程度分類評價集的確定
　6.3 突出危險性BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型的試驗驗證
　　6.3.1 試驗結果對模型的驗證
　　6.3.2 四因素對突出的影響程度
　6.4 基于煤巷Q序列多重分形特征的模型實例應用
　　6.4.1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型的構建
　　6.4.2 煤巷突出危險性預測
　　6.4.3 結果分析
參考文獻